Brug af nanostrukturerede filtre til at reducere skibsforurening

Fragtskibe er blandt de førende kilder til forurening på planeten. Starter i 2020, imidlertid, strengere svovlemissionsstandarder træder i kraft. En lavprisløsning til at nå de nye mål kan komme fra en EPFL-opstart, som er ved at udvikle et nanostruktureret filter til brug i et skibs udstødningsstabler.

Omkring 55, 000 fragtskibe sejler på havene hver dag, drevet af et brændstof, der er mere snavset end diesel. Og på grund af slappe standarder, Søtransport er opstået som en af ​​de førende udledere – ved siden af ​​lufttransport – af nitrogenoxid og svovl. Men Den Internationale Søfartsorganisation har vedtaget strammere emissionsgrænser, med nye standarder, der skal træde i kraft i 2020. Som svar en EPFL start-up er ved at udvikle en billig og miljøvenlig løsning:et filter, der kan installeres i skibenes udstødningsstabler. Opstarten, Daphne teknologi, kunne klare sig godt på dette enorme marked.

Reduktion af svovlemissioner til under 1 %

Under laboratorieforhold, det nanostrukturerede filter er i stand til at reducere svovlemissionerne til under 1 % og nitrogenoxidemissionerne til 15 % af de nuværende standarder. Dette er en stor forbedring, da de nye standarder vil kræve en reduktion på ca. 14 % i svovlemissioner.

Fremstilling af filtrene svarer til fremstilling af solceller. En tynd metalplade – titanium i dette tilfælde – er nanostruktureret for at øge dens overfladeareal, og en række stoffer aflejres i ekstremt tynde lag. Pladerne placeres derefter lodret og jævnt fordelt, skabe kanaler, hvorigennem de giftige gasser bevæger sig. Gasserne fanges af de nanostrukturerede overflader. Denne tilgang anses for at være miljøvenlig, fordi stofferne i filteret er designet til at blive genbrugt. Og selve udstødningsgassen bliver inert og kan bruges i en række forskellige produkter, såsom gødning.

De største udfordringer nu er at finde ud af en måde at lave disse filtre på store overflader, og for at nedbringe omkostningerne. Det var på EPFLs schweiziske plasmacenter, at forsker Mario Michan fandt en maskine, som han kunne modificere for at opfylde sine behov:den bruger plasma til at afsætte tynde lag af stoffer. Det næste skridt er at producere en prototype, der kan testes under virkelige forhold.

Ideen til at løse problemet med emissioner af giftige gasser kom til forskeren efter at have arbejdet på handelsfragtskibe, mens han afsluttede sin Master i mikroteknologi. Det tog flere år, nogle teknikker, han opfangede i de forskellige laboratorier, hvor han arbejdede, og et par patenter til Michan for at gøre fremskridt med sit projekt. Det var, mens han arbejdede i et andet felt på CERN og observerede teknologierne, der blev brugt til at belægge indersiden af ​​partikelacceleratorer, at han opdagede en proces, der var nødvendig for hans oprindelige koncept. Et EPFL-patent, der binder de forskellige aspekter af teknologien og adskillige produktionshemmeligheder sammen, skulle indgives i år.

Ifølge Det Europæiske Miljøagentur, Handelsskibe afgiver 204 gange mere svovl end den milliard biler på vejene verden over. Michan vurderer, at hans nanostrukturerede filtre, hvis de blev brugt af alle fragtskibe, ville reducere disse emissioner til omkring det dobbelte af det niveau, der afgives af alle biler, og skibene behøvede ikke at skifte til et andet brændstof. Der findes andre løsninger, men hans markedsundersøgelser viste, at de alle manglede på en eller anden måde:"Marind dieselbrændstof er renere, men meget dyrere og ville øge brændstofomkostningerne med 50 % ifølge skibsejere. Og de andre teknologier, der er blevet foreslået, kan ikke bruges på både, eller de skærer kun ned på svovlemissionerne uden at løse problemet med nitrogenoxid."